Какой процесс произошел в идеальном газе, если изменение его внутренней энергии равно количеству подведенной теплоты.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты Qcap Q, переданное системе, расходуется на изменение её внутренней энергии ΔUcap delta cap U и совершение системой работы Acap A против внешних сил: Q=ΔU+Acap Q equals cap delta cap U plus cap AОпределение процесса Исходя из условия задачи, изменение внутренней энергии равно количеству подведенной теплоты ( Q=ΔUcap Q equals cap delta cap U). Это возможно только в том случае, если работа газа Acap A равна нулю. Работа газа в термодинамике определяется формулой: A=pΔVcap A equals p center dot cap delta cap Vгде pp — давление, а ΔVcap delta cap V — изменение объема. Работа равна нулю только тогда, когда объем газа остается неизменным ( ΔV=0cap delta cap V equals 0). Следовательно, описанный процесс является изохорным (протекающим при постоянном объеме). Подробный анализ В контексте идеального газа данный процесс характеризуется следующими особенностями:

  • Уравнение состояния: Согласно закону Шарля, для постоянной массы газа при неизменном объеме отношение давления к температуре является величиной постоянной:
    pT=constthe fraction with numerator p and denominator cap T end-fraction equals const Энергетический баланс: Так как газ не расширяется и не сжимается, он не совершает механической работы. Вся энергия, полученная от нагревателя в виде теплоты, полностью идет на увеличение кинетической энергии движения молекул, что проявляется в росте температуры и, соответственно, внутренней энергии. Внутренняя энергия: Для одноатомного идеального газа формула примет вид:
    Q=ΔU=32νRΔTcap Q equals cap delta cap U equals three-halves nu cap R cap delta cap T где νnu — количество вещества, Rcap R — универсальная газовая постоянная, ΔTcap delta cap T — изменение температуры.

Резюме Процесс, при котором вся подведенная теплота идет на изменение внутренней энергии, называется изохорным нагреванием. Хотите, чтобы я помог разобрать решение конкретной задачи на первый закон термодинамики или построил график этого процесса в координатах PVcap P minus cap V?

Форма ответа

Ваш аватар